Zuko: um pedal Marshall Plexi DIY open hardware
Eu comecei a aprender guitarra em novembro de 2020, e decidi isso por ser muito fã de Ramones. Desde então eu sempre quis ter o som do Johnny Ramone — aquele Marshall Plexi cranked (com o volume no máximo, saturando naturalmente), tudo no 10, downstrokes agressivos, sem pedais, sem firulas.
O problema é que um Marshall Super Lead 100 custa mais que meu carro. E mesmo se eu tivesse um, eu moro em apartamento. Meus vizinhos já não gostam de mim.
Então eu pensei: por que não construir o meu próprio “Marshall in a box”? Um pedal preamp (pré-amplificador) que soa como um Plexi, open hardware, feito à mão, numa chapa de alumínio furada com furadeira. E que cubra TODA a discografia dos Ramones — do primeiro álbum de 1976 até Adios Amigos de 1995.
E foi daqui que eu parti.
Por que “Zuko”?
Eu nomeio meus projetos com personagens de Avatar: The Last Airbender. Meu teclado com switches ALPS se chama Appa, meu teclado Cherry MX se chama Momo. Então o pedal de guitarra precisava de um nome Avatar também.
Zuko é o príncipe do fogo — literalmente. O elemento fogo é a saturação quente do Marshall. A dualidade do Zuko (bem vs. mau, príncipe vs. exilado) são os 2 canais do pedal: o 1976 (cru, controlado) e o 1984 (agressivo, raivoso). E o arco de redenção do Zuko é a transformação do som cru da guitarra em um tom Marshall completo.
Além disso, zuko-pcb, zuko-firmware, zuko-case seguem o mesmo padrão dos meus repositórios de teclado.
Appa → teclado ALPS → Calebe94/appa-pcb
Momo → teclado Cherry MX → Calebe94/momo-pcb
Zuko → pedal Marshall → Calebe94/zuko-pcb ← NOVO
A ideia: 2 canais para 20 anos de Ramones
Johnny Ramone usou basicamente o mesmo rig a carreira inteira: uma guitarra Mosrite + um amp Marshall Plexi ou JCM800 + um gabinete 1960A com falantes Celestion Greenback. Ele não mudava timbre entre álbuns — o som evoluiu pela produção de estúdio, não pelo rig dele.
Pra quem não é guitarrista: o Plexi é o apelido do Marshall Super Lead, o amp valvulado dos anos 60 que definiu o som do rock britânico. O JCM800 é a versão dos anos 80, mesma topologia mas com mais ganho. O 1960A é o gabinete 4x12 (4 falantes de 12 polegadas) padrão da Marshall, e o Greenback (Celestion G12M-25) é o falante que dava aquele midrange quente e cremoso.
Mas se você escuta os álbuns com atenção, dá pra notar que o som tem duas vozes principais:
- Os anos 70 (Ramones, Leave Home, Rocket to Russia): cru, menos saturação, mais twang. O Plexi não estava totalmente cranked.
- Os anos 80 em diante (Road to Ruin, Too Tough to Die, Animal Boy): mais pesado, mais agressivo, scooped mids (com as frequências médias atenuadas, o que dá aquele som “oco” e agressivo). O amp estava saturando mais.
Então o pedal precisa de 2 canais:
- Canal “1976”: menos ganho, som cru, twang
- Canal “1984”: mais ganho, agressivo, scooped
Com um footswitch (botão de pedal que você aperta com o pé) você alterna entre os dois. Do primeiro ao último disco, um pedal só.
RAMONES (1976) Leave Home (1977) Rocket to Russia (1977)
↓ CANAL 1976 ↓ ↓ CANAL 1976 ↓ ↓ CANAL 1976 ↓
[cru, twang] [cru, polido] [brilhante, pop-punk]
Road to Ruin (1978) End of Century (80) Too Tough to Die (84)
↓ CANAL 1984 ↓ ↓ CANAL 1984 ↓ ↓ CANAL 1984 ↓
[pesado] [wall of sound] [hardcore, agressivo]
O circuito: Runoffgroove Thor (open hardware)
Depois de muita pesquisa encontrei o site runoffgroove.com, que é uma mina de ouro pra quem gosta de pedais DIY. Eles pegam circuitos de amps valvulados famosos e “convertem” pra versão em transistor — mais especificamente JFETs ( Junction Field-Effect Transistor, um tipo de transistor que tem uma curva de resposta parecida com a de uma válvula). Eles chamam isso de “tubes-to-FETs”.
O Thor é a adaptação do Marshall 100W Super Lead (Plexi) pra pedal. Usa 3 JFETs J201 que emulam os 3 estágios da válvula 12AX7 do Plexi, e tem licença Creative Commons BY-NC-SA 3.0 — ou seja, é open hardware de verdade. Esquema, PCB layout, e até fotos da perfboard montada, tudo gratuito.
Aqui está a foto do pedal Thor montado, do site do runoffgroove:
E o esquema completo do circuito:
Mas o Thor original tem um problema pra nosso caso: ele não tem o tone stack FMV (o circuito de EQ de 3 knobs — Bass, Mid, Treble — que o Marshall usa desde os anos 60) que o Plexi real tem. Ele usa um filtro ativo custom. E ele não tem 2 canais.
Então eu vou modificar o Thor adicionando:
- Tone stack FMV passivo (Bass/Mid/Treble) entre o 2º e 3º estágio — é o circuito clássico do Marshall, documentado em todo lugar. “FMV” é só o nome do formato do circuito de EQ passivo usado pela Fender, Marshall e Vox desde os anos 60.
- Channel switch no 2º estágio — 2 valores de ganho, switchable com footswitch (1976 = menos, 1984 = mais)
- Presence control no feedback — como o amp real. O Presence controla os agudos do power amp através de feedback negativo.
Isso me dá os controles Gain, Bass, Mid, Treble, Presence, Volume — exatamente como o Plexi do Johnny.
Onde encontrar os esquemas
Todos os arquivos do Thor estão disponíveis gratuitamente no site do runoffgroove:
- Esquema completo: thor.png
- PCB layout (PDF): thor-pcb.pdf
- Perfboard layout: thor-perf.png
O PCB foi contribuído por Pablo De Luca (v1.31, 2007) e está pronto pra mandar fabricar no JLCPCB ou PCBWay.
Aqui está o layout da perfboard (para quem prefere montar sem PCB):
E uma foto da perfboard montada (topo e bottom):
A Tank G como cab simulator
Um preamp sozinho soa fino e buzzy. Ele precisa de um gabinete (cab) pra soar como um amp de verdade — são os falantes e a caixa de madeira que dão o “corpo” e a resposta de frequência que a gente associa com um amp de guitarra.
E é aqui que entra a minha M-VAVE Tank G.
A Tank G é um pedal multi-fx compacto que tem:
- IR Loader embutido — carrega Impulse Responses de gabinetes (arquivos
.wavque capturam a resposta de um gabinete + falante + microfone, como uma “impressão digital” do som daquele setup) - USB Audio Interface — grava e toca áudio via USB
- Amp models digitais
- Saída para fones e amp
Em vez de construir um IR loader no Raspberry Pi (que seria a Fase 3 do projeto), eu uso a Tank G que já tenho. Ela carrega um IR do Marshall 1960A com Celestion G12M-25 Greenback — exatamente o gabinete que o Johnny Ramone usava.
O signal chain completo, de forma visual:
Mosrite Kamming Zuko (este pedal) Tank G (IR loader)
┌─────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐
│ │ cabo │ │ cabo │ │
│ bridge │────────→│ 3× JFET │───────→│ IR 1960A │──→ Fones
│ pickup │ TS 1/4"│ J201 │ patch │ Greenback │──→ Amp
│ │ │ │ │ │──→ USB
└─────────────┘ │ 2 canais │ └──────────────┘
│ FMV + Pres │
└──────────────┘
O signal chain fica assim:
Mosrite → Zuko (preamp) → Tank G (IR 1960A) → Fones/Amp
O preamp JFET faz a saturação analógica orgânica. A Tank G aplica a resposta do gabinete 4x12 via convolução digital (multiplicação matemática dos espectros do sinal e do IR). O resultado soa como um Marshall Plexi completo, não como um pedal buzzy.
O IR que eu pretendo comprar é o Marsh 196A da 3 Sigma Audio, que custa US$10 (uns R$50) e tem várias posições de microfone. É o gabinete exato do Johnny Ramone.
O pedal
Dimensões
| Item | Dimensão |
|---|---|
| Chapa de alumínio | 150mm × 100mm × 3mm |
| PCB (Thor mod) | ~60mm × 80mm |
| Enclosure alternativo | 1590BB (120×95×35mm) |
3mm de espessura é importante — precisa ser grosso o suficiente pra rosquear footswitches e jacks sem entortar.
Painel topo
┌──────────────────────────────────────────────┐
│ Zuko │
│ 150mm x 100mm x 3mm alumínio │
│ │
│ ┌────┐ ┌────┐ ┌────┐ │
│ │Gain│ │Bass│ │ Mid│ │
│ └────┘ └────┘ └────┘ │
│ ┌────┐ ┌────┐ ┌──────┐ │
│ │Tre │ │Pres│ │Volume│ │
│ └────┘ └────┘ └──────┘ │
│ │
│ ┌──────┐ ┌─────┐ ┌──────┐ │
│ │ FS1 │ │ FS2 │ │ FS3 │ │
│ │Bypass│ │1976/│ │Boost │ │
│ │ │ │1984 │ │ │ │
│ └──────┘ └─────┘ └──────┘ │
│ │
│ Laterais: [IN TS 1/4"] 9V ... [OUT TS 1/4"] │
└──────────────────────────────────────────────┘
Footswitches (3)
| FS | Função | LED | Comportamento |
|---|---|---|---|
| FS1 | True Bypass | 🟢 verde | On: guitarra → AIAB → Tank G. Off: guitarra → direto Tank G. |
| FS2 | Channel 1976 ↔ 1984 | 🟡 amarelo | Alterna o ganho do 2º estágio. Duas vozes dos Ramones. |
| FS3 | Boost/Drive | 🔴 vermelho | Ganho extra para solos (Pet Sematary, Poison Heart) |
True Bypass significa que quando o pedal está desligado, o sinal da guitarra passa direto do input pro output sem passar por nenhum circuito — como se o pedal não existisse. Um 3PDT (Triple Pole Double Throw) é o tipo de footswitch que permite isso: ele comuta 3 circuitos simultaneamente com um clique.
Só 3 footswitches nesta fase. Os outros (play/stop, stem selector, tuner bypass) vêm na Fase 3 quando eu adicionar o Raspberry Pi.
Entradas e saídas
| Conector | Tipo | Função |
|---|---|---|
| Input | TS 1/4” jack | Guitarra (Mosrite) |
| Output | TS 1/4” jack | → Tank G guitar in |
| Power | DC 9V barrel | Fonte 9V padrão pedal |
| LED verde | 5mm | FS1 status (bypass) |
| LED amarelo | 5mm | FS2 status (canal ativo) |
| LED vermelho | 5mm | FS3 status (boost) |
TS 1/4” (Tip-Sleeve de 1/4 de polegada, ou 6.35mm) é o conector padrão de guitarra — aquele jack P2 grande que todo cabo de guitarra usa.
Lista de materiais
| Item | Qtd | Preço (R$) |
|---|---|---|
| JFET J201 | 3 | ~15 |
| TL072 op-amp | 1 | ~3 |
| Trimpot 10kΩ | 3 | ~9 |
| Pot 100kΩA | 5 | ~25 |
| Pot 25kΩA | 1 | ~5 |
| 3PDT footswitch | 3 | ~60 |
| LED 5mm (verde, amarelo, vermelho) | 3 | ~6 |
| Jack TS 1/4” | 2 | ~15 |
| DC jack 9V | 1 | ~5 |
| Capacitores (22nF, 1µF, 100nF, 0.68µF) | ~20 | ~15 |
| PCB ou perfboard | 1 | ~15 |
| Chapa alumínio 150×100×3mm | 1 | ~20 |
| Total | ~193 |
R$193. Menos que um kit de teclado mecânico. Menos que um jogo de strings e um par de palhetas Dunlop Tortex.
Diagrama de blocos do circuito
graph LR IN[Input TS 1/4] --> S1[Estágio 1<br> JFET J201<br>ganho fixo] S1 --> S2{Estágio 2<br>JFET J201<br>ganho switchable} S2 -->|1976: menos ganho| TS S2 -->|1984: mais ganho| TS TS[Tone Stack FMV<br>Bass / Mid / Treble<br>+ Presence] --> S3[Estágio 3<br>mu-amp<br>push-pull sim] S3 --> VOL[Volume] --> OUT[Output TS 1/4<br>→ Tank G] FS2[FS2<br>Channel Switch] -.->|comuta ganho| S2
graph LR FS1[FS1<br>True Bypass] -.->|on/off do pedal| PEDAL[Zuko] FS2[FS2<br>1976 ↔ 1984] -.->|alterna canal| PEDAL FS3[FS3<br>Boost] -.->|ganho extra p/ solos| PEDAL
O mu-amp no estágio 3 é uma configuração de 2 JFETs que emula o push-pull do power amp valvulado — aquele estágio final do amp que usa duas válvulas trabalhando em oposição (uma empurra enquanto a outra puxa) pra gerar potência e saturação. O Thor usa isso pra simular a saturação do power amp do Plexi, não só do preamp.
Como testar
Antes de soldar tudo numa PCB, eu vou montar em protoboard pra testar o som:
- Montar o circuito Thor em protoboard seguindo o esquema
- Adicionar o tone stack FMV entre 2º e 3º estágio
- Ligar guitarra → AIAB → Tank G (guitar in)
- Tank G: selecionar IR 1960A Greenback
- Tank G: fones ou amp out
- Tocar — deve soar como Marshall Plexi + 4x12 cab
- FS1: testar bypass (guitarra seca vs com efeito)
- FS2: testar 1976 (cru) vs 1984 (agressivo)
- FS3: testar boost (crunch → lead)
Se o som estiver bom, aí sim: soldar PCB, montar na chapa de alumínio, e pronto. Zuko.
O que torna esse projeto nosso
- DIY e open hardware — Thor é CC BY-NC-SA 3.0, eu posso modificar e compartilhar
- 2 canais nomeados “1976” e “1984” — minha ideia, cobre toda a discografia
- Tone stack FMV adicionado — modificação minha do circuito original, não existe no runoffgroove
- Integração com Tank G — IR loader como cab simulator, não tem no projeto original
- Nome: Zuko — punk, DIY, engenharia, humor
- Chapa de alumínio furada à mão — não é PCB comercial, é meu
- Mosrite Kamming → Zuko → Tank G = Johnny Rig completo
Próximas fases
O Zuko é só a Fase 1 de um projeto maior — o Vinyl Stem Remover.
- Fase 1 (agora): Zuko + Tank G — pedal standalone
- Fase 2: Comprar IR 3 Sigma Marsh 196A (US$10), carregar na Tank G
- Fase 3: Raspberry Pi 5 + Demucs (stem separation — remove guitarra do vinil)
- Fase 4: Toca-discos + count-in “1-2-3-4!” do Dee Dee
- Fase 5: Sistema completo all-in-one
Mas por enquanto, é só o pedal. Um pedal de R$193 que soa como um Marshall de R$30.000.
Gabba Gabba Hey!
Glossário
Este post usa vários termos de guitarra, eletrônica e áudio digital. Se algum não for familiar, confira o glossário do blog — ele é atualizado a cada post.
Os principais termos usados aqui:
| Termo | Significado |
|---|---|
| Plexi | Apelido do Marshall Super Lead, amp valvulado dos anos 60 |
| JFET | Transistor com resposta parecida com válvula, usado no lugar da 12AX7 |
| Tone stack FMV | Circuito de EQ de 3 knobs (Bass/Mid/Treble) do Marshall |
| IR | Impulse Response — “impressão digital” do som de um gabinete |
| True Bypass | Sinal passa direto sem passar pelo circuito quando o pedal está off |
| mu-amp | Configuração de 2 JFETs que emula o push-pull do power amp |
| Scooped mids | Frequências médias atenuadas — som “oco” e agressivo |
Glossário completo com todos os termos: glossario.
Referências
- Runoffgroove Thor — circuito completo, open hardware
- Runoffgroove Thunderbird — alternativa mais agressiva
- 3 Sigma Audio Marsh 196A — IR do gabinete Marshall 1960A
- M-VAVE Tank G — IR loader + audio interface
- Creative Commons BY-NC-SA 3.0 — licença do Thor